NGS 용어 가이드 1편: 샘플 준비 및 라이브러리 제작
(Sample Preparation and Library Preparation)
NGS 용어 가이드: 샘플 준비 및 라이브러리 제작 편
NGS 실험의 성패는 시퀀싱 전에 얼마나 잘 샘플을 준비하고, 라이브러리를 제대로 구성하느냐에 달려 있습니다. 이 글에서는 실험실에서 자주 접하는 핵심 개념과 용어들을 정리했습니다.
절단, 말단 수리, 어댑터 연결, 인덱싱부터 싱글가닥/이중가닥 프로토콜, 태그멘테이션, UMI까지 폭넓게 다루고 있습니다.
라이브러리 구축을 시작할 때 필요한 DNA 양입니다. 키트나 실험 목적에 따라 다르며, 정확한 정량은 전체 결과의 일관성에 큰 영향을 줍니다.
DNA나 RNA를 시퀀싱에 적합한 크기로 잘라주는 과정입니다. 보통 초음파, 효소, 또는 화학처리 방식이 쓰이며, Illumina 시퀀싱의 경우 100~500bp 사이가 적당합니다.
자른 DNA 조각의 끝을 평평하게(blunt-end) 정리해서 어댑터가 잘 붙도록 준비하는 단계입니다. DNA polymerase랑 exonuclease를 같이 씁니다.
3’ 말단에 아데닌(A)을 하나 붙이는 작업입니다. T 오버행이 있는 어댑터랑 잘 붙도록 하기 위해 하는 거고, DNA 자기 연결이나 어댑터 다이머 생성을 줄여줍니다.
시퀀싱에 필요한 어댑터를 DNA 조각 양 끝에 붙이는 단계입니다. 이게 제대로 안 되면 이후 PCR이나 시퀀싱 자체가 안 되기 때문에 굉장히 중요합니다.
원하는 크기의 DNA 조각만 골라내는 과정입니다. 비드(예: AMPure, CeleMag)나 BluePippin 같은 장비를 사용합니다. 균일한 사이즈가 시퀀싱 효율을 높입니다.
효소, 염, 짧은 조각 등을 제거하고 DNA만 깔끔하게 추출하는 단계입니다. 거의 모든 단계 후에 한 번씩 하게 되며, 재현성도 좋고 간편해서 널리 쓰입니다.
오래되거나 손상된 DNA에 많이 쓰는 방식입니다. 이중가닥 기반 말고, 단일가닥에 직접 어댑터 붙인 다음 PCR로 이중가닥으로 바꾸는 프로토콜입니다.
대부분의 표준 NGS 실험에서 사용하는 방식입니다. 이중가닥 DNA를 자르고, 수리하고, 어댑터 붙이고, 증폭하는 순서로 진행됩니다.
DNA 절단과 어댑터 부착을 한 번에 처리하는 방식입니다. Nextera 키트처럼 빠르게 실험할 수 있고, 핸즈온 타임도 짧아서 고처리량 작업에 유용합니다.
어댑터가 붙은 조각만 골라서 증폭하고, 인덱스(바코드)도 같이 붙이는 PCR 단계입니다. PCR 사이클 수는 과증폭 방지를 위해 최적화가 중요합니다.
두 개의 인덱스(i5, i7)를 조합해서 하나의 샘플을 구분하는 방식입니다. 샘플 수가 많아질수록 꼭 필요하며, 인덱스 호핑 같은 문제를 줄이는 데도 효과적입니다.
PCR 중복을 구분할 수 있는 고유 시퀀스를 샘플에 미리 부여하는 방식입니다. cfDNA나 싱글셀 시퀀싱에서 변이 검출 정확도 향상에 유용합니다.
완성된 라이브러리의 농도를 측정하는 과정입니다. Qubit, Bioanalyzer, TapeStation, qPCR 등을 쓰며, 정확한 정량은 이후 캡처나 시퀀서 로딩에 필수입니다.
여러 샘플을 같은 몰농도로 맞춰서 풀링할 수 있게 하는 단계입니다. 균일한 데이터 수집을 위해 꼭 필요합니다.
여러 개의 인덱싱된 샘플을 하나로 합쳐서 시퀀싱하는 작업입니다. 인덱스를 기반으로 시퀀싱 후 데이터를 나누게 됩니다.
하이브리디제이션 전에 여러 샘플을 한꺼번에 캡처하는 방식입니다. 시약과 시간 절약에 효과적이며, 대량 처리에 적합합니다.
각 단계에서 DNA 상태, 사이즈 분포, 어댑터 다이머 여부 등을 확인하는 과정입니다. 실패를 줄이기 위해 반드시 필요합니다.
라이브러리 안에 얼마나 다양한 DNA 조각이 들어있는지를 나타냅니다. 복잡도가 낮으면 PCR 중복이 많고, 데이터 활용도가 떨어집니다.
원하는 유전체 영역만 선택해서 시퀀싱 효율을 높이는 전략입니다. 캡처 기반 타깃 시퀀싱에서 많이 사용됩니다.
프로브와 시료 DNA를 혼합해 상보적인 서열만 잡아내는 방식입니다. 비오틴-스트렙타비딘 비드를 이용해 타깃을 선택적으로 분리합니다.
캡처 전에 여러 샘플을 미리 풀링해서 작업량과 시약 사용을 줄이는 방법입니다. 균형 잡힌 정량이 중요합니다.
세포 하나 단위로 유전체나 전사체를 분석하는 기술입니다. 조직 내 이질성 분석에 탁월하며, 최근 연구 트렌드 중 하나입니다.


































